3D打印梯度多孔钛合金支架表面纳米结构化改性

作     者：王浩 海几哲 单春龙 刘飞 WANG Hao;HAI Jizhe;SHAN Chunlong;LIU Fei

作者机构：新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830000 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710000 新疆医科大学第六附属医院新疆乌鲁木齐830000 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第9期

页      面：117-121页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52165026) 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室开放基金项目(sklms2021011) 国家级大学生创新训练项目(202110755053) 

主　　题：3D打印 多孔钛合金 阳极氧化 表面改性 

摘      要：通过3D打印技术制备具有梯度结构的微米级多孔钛合金支架,解决了不同患者对骨缺损修复支架的个性化需求。然而,由于钛合金本身的生物惰性,多孔钛合金支架植入人体后骨整合能力较差。为提高支架的生物活性,采用电化学阳极氧化对多孔支架表面进行纳米结构化改性。本文探究了氧化电压、氧化时间和电解液对梯度多孔钛合金表面制备TNTs(二氧化钛纳米管)的影响规律。结果表明,采用两次阳极氧化的方法,电解液为0.3wt%氟化铵+2vol%去离子水+1.5mol/L乳酸的乙二醇溶液,氧化电压为100 V,氧化时间为1 h时,可在支架表面制备出形貌高度有序的TNTs涂层。对氧化处理后的多孔钛合金支架进行500℃退火处理,表面TNTs涂层的晶型结构由无定型结构转变为更有利于蛋白吸附和细胞增殖的锐钛矿和金红石的混合晶型结构。通过电化学腐蚀试验发现经过阳极氧化处理的多孔钛合金支架具有更好的耐腐蚀性。